(57)【要約】 感光膜が形成された基板を回転かつ移動させて、感光膜を電子ビームの照射によって露光する場合に、感光膜の有効領域を、基板の半径方向において、第１の領域と、当該第１の領域に隣接しかつ当該第１の領域よりも前記基板の外周側となる第２の領域と、当該第２の領域に隣接しかつ当該第２の領域よりも前記基板の外周側となる第３の領域とに区分する。そして、第２の領域を露光する期間では、電子ビームの照射位置における基板の線速が一定となる条件で基板の回転速度を変化させる。また、第１の領域および第３の領域を露光する期間では、それぞれ、第２の領域で適用する基板の線速よりも遅い線速となる条件で基板の回転速度を変化させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面上に感光膜が形成された基板を回転させるとともに、前記基板の一主面上で電子ビームの照射位置を当該基板の半径方向と平行な方向に移動させて、前記基板の感光膜を前記電子ビームの照射によって露光する場合に、
前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに所定の露光量よりも露光量が多くなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が速くなるよう前記基板の回転速度を変化させ、
前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに前記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が遅くなるよう前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項２】
前記基板の一主面内で露光の対象とする前記感光膜の有効領域を、前記基板の半径方向において、少なくとも、第１の領域と、当該第１の領域に隣接しかつ当該第１の領域よりも前記基板の外周側となる第２の領域と、当該第２の領域に隣接しかつ当該第２の領域よりも前記基板の外周側となる第３の領域とに区分し、
前記第２の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させ、
前記第１の領域および前記第３の領域を露光する期間では、それぞれ、前記第２の領域で適用する前記基板の線速よりも遅い線速となる条件で前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光方法。
【請求項３】
前記第１の領域を露光する期間では、電子ビームの照射位置を基板の半径方向と平行な方向に移動させる際に前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度の変化率よりも小さい変化率をもって前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項２記載の電子ビーム露光方法。
【請求項４】
前記第３の領域を露光する期間では、電子ビームの照射位置を基板の半径方向と平行な方向に移動させる際に前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度の変化率よりも大きい変化率をもって前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項２または３記載の電子ビーム露光方法。
【請求項５】
前記第１の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置が前記第２の領域から遠ざかるほど、前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度との差が大きくなるように、前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項３記載の電子ビーム露光方法。
【請求項６】
前記第３の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置が前記第２の領域から遠ざかるほど、前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度との差が大きくなるように、前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項４記載の電子ビーム露光方法。
【請求項７】
前記第１の領域は、前記感光膜の有効領域の内周縁から、前記電子ビームの後方散乱径に対応した寸法をもって規定される領域である
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項８】
前記第３の領域は、前記感光膜の有効領域の外周縁から、前記電子ビームの後方散乱径に対応した寸法をもって規定される領域である
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項９】
一主面上に感光膜が形成された基板を保持しつつ当該基板を回転させる回転手段と、
前記回転手段で保持した基板の主面上で電子ビームの照射位置を当該基板の半径方向と平行な方向に移動させる移動手段と、
前記回転手段の駆動を制御する回転制御手段とを備え、
前記回転制御手段は、
前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに所定の露光量よりも露光量が多くなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が速くなるよう前記基板の回転速度を変化させ、
前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに前記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が遅くなるよう前記基板の回転速度を変化させるように、
前記回転手段の駆動を制御する
ことを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項１０】
前記回転制御手段は、
前記基板の一主面内で露光の対象とする前記感光膜の有効領域を、少なくとも、前記基板の半径方向において、第１の領域と、当該第１の領域に隣接しかつ当該第１の領域よりも前記基板の外周側となる第２の領域と、当該第２の領域に隣接しかつ当該第２の領域よりも前記基板の外周側となる第３の領域とに区分し、
前記第２の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させ、
前記第１の領域および前記第３の領域を露光する期間では、それぞれ、前記第２の領域で適用する前記基板の線速よりも遅い線速となる条件で前記基板の回転速度を変化させるように、前記回転手段の駆動を制御する
ことを特徴とする請求項９記載の電子ビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム露光方法および電子ビーム露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＤＴＲ（ディスクリート・トラック・レコーディング）技術に用いられるディスク状の基板（ディスク原盤、スタンパ原盤など）の製造技術として、基板上に形成された感光膜に電子ビームを照射することにより、感光膜を露光する技術（以下、「電子ビーム露光技術」とも記す）が知られている。【０００３】
また、電子ビーム露光技術に用いられる電子ビーム露光装置として、露光の対象となる基板を回転させる機能とその基板を移動させる機能を兼ね備えた「ｒ−θ系」と呼ばれるステージを備えたものがある(たとえば、特許文献１および特許文献２を参照）。この種の電子ビーム照射装置では、上記のステージを用いて、基板を回転させるとともに、この基板をその半径方向に移動させて、基板上の感光膜に電子ビームを照射している。【０００４】
その際、基板を一定の回転速度で回転させると、基板の半径方向(特に、基板の内周側と外周側）で、電子ビームの照射位置における基板の線速が異なるものとなる。具体的には、基板の回転中心から電子ビームの照射位置までの距離の違いに応じて、当該距離が短い基板の内周側では基板の線速が相対的に遅くなり、当該距離が長い基板の外周側では基板の線速が相対的に速くなる。ここで記述する「基板の線速」とは、電子ビームの照射位置において、電子ビームが基板の表面（厳密には基板上にある感光膜）をなぞる速度（周速）をいう。【０００５】
露光の際、通常、ビーム電流（Ｉｂ、Ａ）は固定である。感光膜に与えられる単位長さ当たりの電荷の量（線露光量、ｕＣ／ｃｍ））はビーム電流を線速（ｖ、ｃｍ／ｓ）で除した値（Ｉｂ／ｖ）になる。このため、上述した基板の線速の違いは、電子ビームの入射によって感光膜に与えられる露光エネルギー量の違いになって現れる。すなわち、線速が相対的に遅い基板の内周側では、感光膜に与えられる露光エネルギー量が相対的に多くなり、線速が相対的に速い基板の外周側では、感光膜に与えられる露光エネルギー量が相対的に少なくなる。【０００６】
このため、従来においては、電子ビームの照射位置における基板の線速、すなわち線露光量が一定となるように、基板の回転速度を制御している。具体的には、電子ビームの照射位置が基板の内周側にあるときは、基板の回転速度を相対的に速めるように制御し、電子ビームの照射位置が基板の外周側にあるときは、基板の回転速度を相対的に遅くするように制御している。また、基板の半径方向において、たとえば、基板の内周側から外周側に向かって電子ビームの照射位置を順に移動させる場合は、それにあわせて基板の回転速度を徐々に低下させるように制御している。【０００７】
ところで、基板上の感光膜の一点に入射した電子は、感光膜の構成原子と衝突することによって散乱し広がる。その場合、入射点付近における露光強度の分布は、入射点をピークとしたガウス分布に近いものとなる。また、感光膜を透過して基板に入射した電子は、基板の構成原子と衝突することによって散乱し、後方散乱電子として一部は再び感光膜に入射する。前者の現象は「前方散乱」と呼ばれ、後者の現象は「後方散乱」と呼ばれている。【０００８】
前方散乱や後方散乱によって電子が広がると、基板上の感光膜に対して電子ビームの入射点以外にも露光エネルギーが与えられる。そうすると、電子ビーム露光特有の「近接効果」と呼ばれる現象が生じる。この近接効果においては、電子ビームを一点に入射するときに、当該電子ビームの入射点とともに、当該入射点に近接する領域にも、同時にエネルギーが蓄積される。また逆に、入射点の露光エネルギーは、他の入射点からのエネルギーの寄与を受けると言ってもよい。【０００９】
一般に、レジスト膜厚が数十ｎｍと薄い場合、高加速電圧（５０〜１００ｋＶ程度）での前方散乱による電子ビームの広がり径（以下、「前方散乱径」）は数ｎｍ程度と、入射電子ビームのビーム径に比較して小さいものの、後方散乱による電子ビームの広がり径（以下、「後方散乱径」）は、入射電子ビームのビーム径に比較して３桁程度大きくなる。たとえば、加速電圧が５０ｋＶの条件で、入射電子ビームのビーム径が数ｎｍ程度であるとすると、後方散乱径は１０μｍ程度となる。【００１０】
したがって、上述した「ｒ−θ系」のステージを備える電子ビーム照射装置を用いて基板上の感光膜を露光する場合は、基板の線速を一定にしても、基板の内周側と外周側において、後方散乱電子による近接効果の影響でパターンの寸法に変動が生じる。ＤＴＲでは描画対象寸法が数十ｎｍ程度と前方散乱径よりも１桁程度小さいのに対して、描画エリアは数十ｍｍに及ぶため、特に後方散乱による近接効果が描画寸法に与える影響が大きい。近接効果に関する補正技術としては、ＸＹステージを有する電子ビーム描画機を用いる半導体製造技術の分野、具体的にはウェハへの直接描画やマスク描画で既に実用化されている。後方散乱による近接効果を求める手法としては、描画パターンを後方散乱径よりも小さなメッシュに区切って、そのメッシュ内に含まれるパターンの面積密度を用いる面積密度法がよく用いられている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。その結果を元に、各ショットで露光量を調整して補正する方法が通常よく用いられている。また、特許文献６に記載されているようにマスクサイズの調整によって補正する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１１４６４号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９１０号公報
【特許文献３】特開昭５８−３２４２０号公報
【特許文献４】特開昭５９−１３９６２５号公報
【特許文献５】特開昭５８−２８４９２１号公報
【特許文献６】特開２００６−２２２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の主たる目的は、感光膜が形成された基板を回転かつ移動させて電子ビーム露光する場合に、近接効果に起因したパターン寸法の変動を抑制することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、一主面上に感光膜が形成された基板を回転させるとともに、前記基板の一主面上で電子ビームの照射位置を当該基板の半径方向と平行な方向に移動させて、前記基板の感光膜を前記電子ビームの照射によって露光する場合に、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに所定の露光量よりも露光量が多くなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が速くなるよう前記基板の回転速度を変化させ、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに前記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が遅くなるよう前記基板の回転速度を変化させることを特徴とする電子ビーム露光方法である。【００１４】
本発明の第２の態様は、一主面上に感光膜が形成された基板を保持しつつ当該基板を回転させる回転手段と、前記回転手段で保持した基板の主面上で電子ビームの照射位置を当該基板の半径方向と平行な方向に移動させる移動手段と、前記回転手段の駆動を制御する回転制御手段とを備え、前記回転制御手段は、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに所定の露光量よりも露光量が多くなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が速くなるよう前記基板の回転速度を変化させ、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに前記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域においては、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、前記基板の線速が遅くなるよう前記基板の回転速度を変化させるように、前記回転手段の駆動を制御することを特徴とする電子ビーム露光装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、感光膜が形成された基板を回転かつ移動させて電子ビーム露光する場合に、近接効果に起因したパターン寸法の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置の構成例を示す概略図である 。
【図２】露光の対象となる基板の構造の一例を示す図である。
【図３】電子ビーム露光時の様子を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態で採用した方法を説明する図である。
【図５】露光・現像後に得られるパターンの一例を示す図である。
【図６】近接効果の補正原理を説明するための図（その１）である。
【図７】近接効果の補正原理を説明するための図（その２）である。
【図８】後方散乱による露光強度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
１．電子ビーム露光装置の基本構成（機構系の構成、制御系の構成）
２．基板の構造
３．電子ビーム露光装置の基本動作
４．電子ビーム露光装置の制御方法（電子ビーム露光方法を含む）
５．実施の形態による効果
６．変形例
【００１８】
＜１．電子ビーム露光装置の基本構成＞
図１は本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置の構成例を示す概略図である。図示した電子ビーム露光装置１は、大きくは、電子ビームを発生する電子ビーム発生部２と、この電子ビーム発生部２で発生させた電子ビームを制御する電子ビーム制御系３と、露光の対象となる基板４を支持するステージ機構５と、このステージ機構５の駆動を制御するステージ制御系６とを備えた構成となっている。
【００１９】
（電子ビーム発生部）
電子ビーム発生部２は、電子ビームの発生源となる電子銃７を用いて構成してある。電子銃７は、ステージ機構５に支持された基板４と対向する状態に配置してある。この図では電子銃７は、電子ビームを下向きに発生するものとなっている。
【００２０】
（電子ビーム制御系）
電子ビーム制御系３は、たとえば、図示のようにブランキング電極８と、集束レンズ９と、アパーチャ１０と、偏向器１１と、対物レンズ１２とを有している。
【００２１】
ブランキング電極８は、電子ビームの下流側への進行を制御するものである。ブランキング電極８は、ブランキングするときは電界によって電子ビームをアパーチャ１０で遮るように電子ビームの軸を偏向し、ブランキングしないときは電子ビームをアパーチャ１０の開口部１３に通すようにする。この例では、ブランキング電極８は、電子銃７から基板４に至る電子ビームの軌道上において、電子銃７と集束レンズ９との間に配置してある。
【００２２】
集束レンズ９は、電子銃７から出射された電子ビームを集束するものである。集束レンズ９は、電子銃７から基板４に至る電子ビームの軌道上において、ブランキング電極８とアパーチャ１０との間に配置してある。
【００２３】
アパーチャ１０は、電子ビームで感光膜を照射する際に、感光膜への電子ビームの照射を選択的に行うために、不要な電子ビームを遮断する機能を果たすものである。アパーチャ１０は、電子ビームを通過させるための開口部１３を一体に有している。アパーチャ１０は、電子銃７から基板４に至る電子ビームの軌道上において、集束レンズ９と偏向器１１との間に配置してある。
【００２４】
偏向器１１は、アパーチャ１０の開口部１３を通過した電子ビームの向き（進行方向）を変え、基板上の電子ビームの照射位置を変えるものである。電子ビームの照射位置を二次元的に制御するため、少なくともＸ方向と、Ｙ方向の２つ以上の偏向器を具備している。偏向器１１は、電子銃７から基板４に至る電子ビームの軌道上において、アパーチャ１０と対物レンズ１２との間に配置してある。
【００２５】
対物レンズ１２は、アパーチャ１０の開口部１３を通過した電子ビームの焦点を基板４の上面、すなわち感光膜に合わせ、ビーム径を絞るものである。対物レンズ１２は、電子銃７から基板４に至る電子ビームの軌道上において、偏向器１１とステージ機構５との間に配置してある。その他、撓んだ基板が回転することにより生じる基板高さの変動を測定しながら焦点をリアルタイムに補正するダイナミックフォーカスレンズが具備されている（図示せず）。
【００２６】
(ステージ機構）
ステージ機構５は、回転ステージ１４と、直動ステージ１５とを用いて構成してある。回転ステージ１４および直動ステージ１５は、前述したｒ−θ系のステージを構成している。
【００２７】
回転ステージ１４は、基板４を水平に保持するとともに、保持した基板４を回転させるものである。回転ステージ１４は、たとえば、図示しないスピンドルモータ等の駆動源を用いて回転する仕組みになっている。回転ステージ１４は、基板４を保持しつつ当該基板４を回転させる回転手段の一例として設けてある。
【００２８】
直動ステージ１５は、水平面に平行な一軸方向（以下、「水平方向」と記す）に直線的に移動するものである。直動ステージ１５は、回転ステージ１４およびこれに保持した基板４と一体になって水平方向に移動する。直動ステージ１５は、回転ステージ１４で保持した基板４を、この基板４の半径方向と平行な方向に移動させる移動手段の一例として設けてある。
【００２９】
（ステージ制御系）
ステージ制御系６は、回転ステージ１４を制御する回転ステージ制御部１６と、直動ステージ１５を制御する直動ステージ制御部１７とを有している。
【００３０】
回転ステージ制御部１６は、回転ステージ１４の駆動を制御するものである。さらに詳述すると、回転ステージ制御部１６は、たとえば、回転ステージ１４の回転・停止といった基本的な動作に加えて、回転ステージ１４の回転速度および回転方向の制御を行う。ここで記述する回転ステージ１４の回転速度は、単位時間当たりの回転数（単位；ｒｐｍ）で表されるものである。回転ステージ制御部１６は、回転ステージ１４の回転方向の現在位置（回転位相）を、たとえば、電子ビーム露光装置１が備える図示しない回転位置検知センサを用いて認識する。通常、回転ステージ制御部１６は、この回転位置検知センサの出力を用いて、ジッタ（回転ムラ）を補正する機能も具備している。
【００３１】
直動ステージ制御部１７は、直動ステージ１５の駆動を制御するものである。さらに詳述すると、直動ステージ制御部１７は、たとえば、直動ステージ１５の移動・停止といった基本的な動作に加えて、直動ステージ１５の移動速度および移動方向の制御を行う。直動ステージ制御部１７は、直動ステージ１５の移動方向の現在位置を、たとえば、電子ビーム露光装置１が備える図示しない移動位置検知センサを用いて認識する。通常、直動ステージ制御部１７は、この移動位置検知センサの出力を用いて、偏差（指令値と測定位置の差）をビーム偏向器にフィードバックして、ビーム照射位置の補正を行なう機能を具備している。
【００３２】
＜２．基板の構造＞
図２は露光の対象となる基板の構造の一例を示すもので、図中（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側断面図を示している。
【００３３】
基板４は、たとえば、石英ガラス基板を用いて構成されるものである。基板４の平面形状は円形になっている。基板４の一方の主面（上面）には、感光膜の一例としてのレジスト膜１８を形成してある。また、基板４には、石英をエッチングする際のハードマスクとなる薄い金属膜を形成してある場合もある。レジスト膜１８は、ポジ型レジストおよびネガ型レジストのいずれを用いて形成してもよい。
【００３４】
ポジ型レジストを用いた場合は、電子ビームの照射によって露光された部分が、その後の現像処理によって除去されることになる。ネガ型レジストを用いた場合は、電子ビームの照射によって露光された部分が、現像後も除去されずに残ることになる。本実施の形態においては、ポジ型レジストを用いてレジスト膜１８を形成してあるものとする。
【００３５】
基板４は、レジスト膜１８が形成されている領域（成膜領域）の一部を露光の対象とする。ここでは一例として、基板４の物理的な中心Ｃｐを基準にして、そこから基板４の半径方向に長さＬｒ１までの円形領域Ｅ０を除いて、当該円形領域Ｅ０よりも外側の領域をレジスト膜１８の有効領域（露光対象領域）１９に設定している。
【００３６】
ここで記述するレジスト膜１８の有効領域１９とは、電子ビーム露光後に行われる現象処理によってレジストのパターンが形成される領域をいう。このため、レジスト膜１８の有効領域は、たとえば、電子ビーム露光とその後の現像処理によって得られたパターンに基づくディスク原盤を用いて、ディスク状の記録媒体を製造する場合に、当該記録媒体のディスク面に転写される領域に対応する領域（製品の品質維持に必要な領域）となる。
【００３７】
基板４の一主面内において、レジスト膜１８の有効領域１９は、電子ビームの照射位置における「基板の線速」（用語の定義は記述済み）を個別に設定するための対象領域として、仮想的に３つの領域に区分してある。本明細書においては、これら３つの領域を、第１の領域Ｅ１、第２の領域Ｅ２および第３の領域Ｅ３と記述する。
【００３８】
上記３つの領域のうち、第１の領域Ｅ１は、基板４の半径方向において、基板４の中心Ｃｐを基準に長さＬｒ１から長さＬｒ２までのドーナツ型の領域となっている。第１の領域Ｅ１は、円形領域Ｅ０よりも基板４の外周側（外側）に位置している。
【００３９】
第２の領域Ｅ２は、基板４の半径方向において、基板４の中心Ｃｐを基準に長さＬｒ２から長さＬｒ３までのドーナツ型の領域となっている。第２の領域Ｅ２は、第１の領域Ｅ１よりも基板４の外周側（外側）に位置している。
【００４０】
第３の領域Ｅ３は、基板４の半径方向において、基板４の中心Ｃｐを基準に長さＬｒ３から長さＬｒ４までのドーナツ型の領域となっている。第３の領域Ｅ３は、第２の領域Ｅ２よりも基板４の外周側（外側）に位置している。
【００４１】
円形領域Ｅ０の外周縁および第１の領域Ｅ１の内周縁は、基板４の中心Ｃｐから長さＬｒ１の半径をもつ共通の円で規定してある。このため、基板４の半径方向において、円形領域Ｅ０と第１の領域Ｅ１は互いに隣接した位置関係になっている。
【００４２】
同様に、第１の領域Ｅ１の外周縁および第２の領域Ｅ２の内周縁は、基板４の中心Ｃｐから長さＬｒ２の半径をもつ共通の円で規定してある。このため、基板４の半径方向において、第１の領域Ｅ１と第２の領域Ｅ２は互いに隣接した位置関係になっている。
【００４３】
また、第２の領域Ｅ２の外周縁および第３の領域Ｅ３の内周縁は、基板４の中心Ｃｐから長さＬｒ３の半径をもつ共通の円で規定してある。このため、基板４の半径方向において、第２の領域Ｅ２と第３の領域Ｅ３は互いに隣接した位置関係になっている。
【００４４】
また、基板４の中心Ｃｐを基準とした長さＬｒ４は、基板４の半径に相当するものとなっている。このため、第３の領域Ｅ３の外周縁は、基板４の外周縁に一致している。ただし、通常は基板４のサイズ（外径）よりも露光対象領域のサイズが小さいため、第３の領域Ｅ３の外周縁と基板４の外周縁とが不一致となる。
【００４５】
さらに、第１の領域Ｅ１は、レジスト膜１８の有効領域１９の内周縁（長さＬｒ１の半径で規定される円）から、後述する電子ビームの後方散乱径に対応した寸法をもって規定されている。また、第３の領域Ｅ３は、レジスト膜１８の有効領域１９の外周縁（長さＬｒ４の半径で規定される円）から、後述する電子ビームの後方散乱径に対応した寸法をもって規定されている。
【００４６】
ここで、電子ビームをレジストの一点に照射した場合の露光強度分布は、当該電子ビーム入射点からの距離をｒとするＥＩＤ（Exposure Intensity Distribution）関数ｆ（ｒ）を用いて、次式により近似することができる。このとき、ポイント（あるいはスポットもしくはガウシアンとも言う）ビームの強度分布もガウス分布とみなすことができる場合は、前方散乱径βｆはそれぞれの二乗和平方根としてもよい。なお、実際の露光でレジストに蓄積されるエネルギー量は露光強度と比例関係にある。
【００４７】
【数１】
2011115139.tif 000003
【００４８】
その場合、第１の領域Ｅ１に関しては、レジスト膜１８の有効領域１９の内周縁（長さＬｒ１の半径で規定される円）から、後方散乱径βｂの０．７〜１．５倍（好ましくは、１．０〜１．５倍、より好ましくは、１．５倍）の寸法で規定することが望ましい。同様に、第３の領域Ｅ３に関しては、レジスト膜１８の有効領域１９の外周縁（長さＬｒ４の半径で規定される円）から、後方散乱径βｂの０．７〜１．５倍（好ましくは、１．０〜１．５倍、より好ましくは、１．５倍）の寸法で規定することが望ましい。したがって、たとえば、電子ビームの後方散乱径が１０μｍであるとすると、第１の領域Ｅ１は、レジスト膜１８の有効領域１９の内周縁から、基板４の外周側に向けて７〜１５μｍ（好ましくは１０〜１５μｍ、より好ましくは１５μｍ）の寸法をもって規定することが望ましい。同様に、第３の領域Ｅ３は、レジスト膜１８の有効領域１９の外周縁から、基板４の内周側に向けて７〜１５μｍ（好ましくは１０〜１５μｍ、より好ましくは１５μｍ）の寸法をもって規定することが望ましい。
【００４９】
＜３．電子ビーム露光装置の基本動作＞
次に、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置１の基本動作について説明する。
【００５０】
まず、回転ステージ１４の上に基板４を載せて固定する。このとき、回転ステージ１４の回転中心と基板４の物理的な中心Ｃｐとがなるべく一致するように、基板４を位置決めする。また、レジスト膜１８が上を向くように（レジスト膜１８が電子銃７と対向するように）基板４を水平に配置する。
【００５１】
次に、必要に応じて、予め設定されたイニシャライズ処理（たとえば、回転ステージ１４の回転方向の基準位置を検知するための処理や、直動ステージ１５の移動方向の基準位置を検知するための処理など）を行う。各々の基準位置は、たとえば、前述した回転位置検出センサおよび移動位置検知センサを用いて検知されるものである。
【００５２】
次に、回転ステージ１４に保持した基板４を直動ステージ１５で露光開始半径位置の直近まで移動させ、そこで回転ステージ１４の駆動により基板４を回転させる。そして、基板４の回転速度が予め決められた速度で安定し、基板１４上でのビーム照射位置が露光開始半径位置に達したら、電子ビーム露光を開始する。そのときの様子を図３に示す。
【００５３】
電子ビーム露光においては、電子銃７から出射した電子ビームの照射を、ブランキング電極８で制御するとともに、集束レンズ９で集束させて、アパーチャ１０の開口部１３に電子ビームを通す。さらに、アパーチャ１０を通過した電子ビームの向きを偏向器１１で制御するとともに、当該電子ビームのビーム径を対物レンズ１２で絞る。
【００５４】
これにより、基板４上に形成してあるレジスト膜１８は、回転ステージ１４の回転駆動によって同心円状に露光される。また、直動ステージ１５の駆動によって基板４を水平方向に移動（微動）し、この移動にあわせて同心円状の露光を基板４の１回転ごとに繰り返すことにより、レジスト膜１８の有効領域１９全体が露光される。ただし、基板４が１回転する間に行われる同心円状の露光では、所望する描画パターンにあわせて電子ビームの照射のオンオフを切り替えるように制御する。この切り替えはブランキング電極８を用いて行う。また、直動ステージ１５による基板４の半径方向への移動（水平移動）は、連続移動であってもよいし、ステップ移動であってもよい。連続移動とする場合は、上述のように同心円状の露光がなされるように回転に同期して偏向器１１でビーム位置を補正する必要がある。その理由は、ビーム位置を補正しないと、レジスト膜１８が螺旋状に露光されてしまうからである。
【００５５】
＜４．電子ビーム露光装置の制御方法（電子ビーム露光方法を含む）＞
次に、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光方法を含めて、電子ビーム露光装置１の制御方法を説明する。
【００５６】
電子ビーム露光は、前述したとおり回転ステージ１４の駆動により基板４を回転させながら行う。このとき、回転ステージ制御部１６は、たとえば図４に示す条件に基づいて回転ステージ１４の駆動を制御する。なお、図４に示すグラフの縦軸は基板４の回転速度を示し、横軸は基板４の半径方向の位置（露光位置）を示している。回転ステージ１４の回転速度は、速度ｖおよび円の半径ｒを用いて表される回転速度ｎ（ｎ＝ｖ÷ｒ）を決定する制御パラメータとなる。
【００５７】
図４から分かるように、回転ステージ制御部１６は、第２の領域Ｅ２を露光する期間では、電子ビームの照射位置における基板４の線速（回転速度ｎ）が一定となる条件で基板４の回転速度を変化させるように、回転ステージ１４の駆動を制御する。これに対して、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３を露光する期間では、それぞれ、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の線速よりも遅い線速となる条件で基板４の回転速度を変化させるように、回転ステージ１４の駆動を制御する。
【００５８】
さらに詳述すると、回転ステージ制御部１６は、第２の領域Ｅ２を露光する期間では、電子ビームの照射位置における基板４の線速が当該照射位置の違いによらず一定となるように基板４の回転速度を、図中弧状（ｖ／ｒ）の曲線で示すように変化させる。
【００５９】
また、回転ステージ制御部１６は、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３を露光する期間では、それぞれ、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の回転速度の曲線とは異なる曲線をもって基板４の回転速度を変化させるように、回転ステージ１４の駆動を制御する。
【００６０】
具体的には、回転ステージ制御部１６は、第１の領域Ｅ１を露光する期間では、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の回転速度よりも小さい回転速度となるように回転ステージ１４の駆動を制御する。
【００６１】
図４において、第１の領域Ｅ１に記した点線は、第２の領域Ｅ２で適用した基板４の回転速度を、線速一定となるように第１の領域Ｅ１でもそのまま適用したときの回転速度を示している。この点線で示す回転速度に対して、実際に第１の領域Ｅ１で適用する基板４の回転速度は、図中曲線で示すとおり、相対的に小さくなっている。この点は、第１の領域Ｅ１において、図中曲線の傾きが図中の点線よりも小さくなっていることからも明らかである。
【００６２】
また、回転ステージ制御部１６は、第３の領域Ｅ３を露光する期間では、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の回転速度よりも小さい回転速度となるように、回転ステージ１４の駆動を制御する。
【００６３】
図４において、第３の領域Ｅ３に記した点線は、第２の領域Ｅ２で適用した基板４の回転速度の変化を、線速一定となるように第３の領域Ｅ３でもそのまま適用したときの回転速度の変化を示している。この点線で示す回転速度に対して、実際に第３の領域Ｅ３で適用する基板４の回転速度は、図中曲線で示すとおり、相対的に小さくなっている。
【００６４】
また、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３においては、それぞれ、基板４の回転速度の変化を示す曲線が弓形になっている。そして、第１の領域Ｅ１においては、当該第１の領域Ｅ１の内周縁に近づくほど、第２の領域Ｅ２との回転速度差が大きくなっている。また、第３の領域Ｅ３においては、当該第３の領域Ｅ３の外周縁に近づくほど、第２の領域Ｅ２との回転速度差が大きくなっている。つまり、第１の領域Ｅ１内及び第３の領域Ｅ３内にわたって電子ビームの照射位置を基板４の半径方向と平行な方向（例えば、基板４の内周側から外周側）に移動させる際の、基板４の回転速度の変化率は、第２の領域Ｅ２にわたる基板４の回転速度の変化率とは異なっている。具体的に言うと、上記のように電子ビームの照射位置を移動させながら第１の領域Ｅ１を露光する期間では、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の回転速度の変化率よりも小さい変化率をもって基板４の回転速度を変化させている。逆に、上記のように電子ビームの照射位置を移動させながら第３の領域Ｅ３を露光する期間では、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の回転速度の変化率よりも大きい変化率をもって基板４の回転速度を変化させている。なお、「回転速度の変化率」とは、上記の各領域（Ｅ１〜Ｅ３）において電子ビームの照射位置を基板４の半径方向と平行な方向に移動させる際に、基板４の回転速度が変化する割合のことを言う。
【００６５】
なお、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３においては、それぞれ、基板４の回転速度の変化を示す実線が弓形になっているが、これに限らず、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３でも、それぞれ、一定の比率で基板４の回転速度を変化させる（つまり、第１の領域Ｅ１だけ、または第３の領域Ｅ３だけをみたときに、グラフ中の実線が弓形ではなく直線で表される）ように制御してもよい。
【００６６】
また、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３において、それぞれ、第２の領域Ｅ２と比較して、どの程度の割合ずつ基板４の回転速度を変化させるかについては、たとえば、より望ましくは事前のシミュレーションと実験、望ましくはシミュレーション、あるいは実験等の結果に基づいて決定することが望ましい。
【００６７】
＜５．実施の形態による効果＞
上記の制御方法に基づく電子ビーム露光方法を適用した場合は、レジスト膜１８の有効領域１９を区分する３つの領域で、電子ビームの照射位置における「基板の線速」（用語の定義は記述済み）を比較したときに、次のようになる。
すなわち、第１の領域Ｅ１を露光する際の基板の線速は、第２の領域Ｅ２を露光する際の基板の線速よりも遅くなる。また、第３の領域Ｅ３を露光する際の基板の線速は、第２の領域Ｅ２を露光する際の基板の線速よりも遅くなる。
【００６８】
まず、仮に、入射されるビーム電流は一定であり、レジスト膜１８の有効領域１９を区分する３つの領域のすべてで基板の線速が一定となるように、基板４の回転速度を一定の比率で変化させた場合は、後方散乱の影響により、露光によって第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３でそれぞれレジスト膜１８に与えられる（蓄積される）エネルギー量が、第２の領域Ｅ２でレジスト膜１８に与えられるエネルギー量よりも少なくなる。以下、レジストに与えられたエネルギー量のことを、エネルギー蓄積量という。このとき、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３それぞれのレジスト膜１８のエネルギー蓄積量と、第２の領域Ｅ２のレジスト膜１８のエネルギー蓄積量との差分を「α１」とする。
【００６９】
次に、同様に基板４のレジスト膜１８に入射される電子ビームの電流は一定であり、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３を露光する際の基板の線速を、領域Ｅ２を露光する際の基板の線速よりも遅くすると、露光の対象となる部分で第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３のレジスト膜１８のエネルギー蓄積量は、全領域を同じ線速で露光した場合に比べ、第２の領域Ｅ２のレジスト膜１８のエネルギー蓄積量よりも多くなる。このとき、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３それぞれのレジスト膜１８のエネルギー蓄積量と、第２の領域Ｅ２のレジスト膜１８のエネルギー蓄積量との差分を「α２」とする。
【００７０】
図５はレジスト膜１８の有効領域１９を区分する３つの領域のすべてで基板の線速が一定となるように基板４の回転速度を変化させた場合に、露光後の現像処理に得られるパターンの寸法を示している。図から分かるように、エネルギー蓄積量が相対的に多くなる第２の領域Ｅ２では、各々のパターンの溝幅が均一な幅（Ｗ２）で形成されるものの、エネルギー蓄積量が相対的に少なくなる第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３では、それぞれ、各々のパターンの溝幅が領域の端にいくほど狭く（Ｗ１≒Ｗ３＜Ｗ２）形成される。
【００７１】
本発明の実施の形態においては、レジスト膜１８の有効領域１９のすべてで基板の線速を一定としたときに生じるエネルギー蓄積量の差分α１を、前述したエネルギー蓄積量の差分α２で打ち消す（好ましくは、完全に相殺する）ことにより、後方散乱による相互近接効果を補正するものである。以下に、補正原理について詳しく説明する。
【００７２】
（相互近接効果の補正原理）
まず、説明の前提として、前方散乱および後方散乱（特には、後方散乱）のエネルギー蓄積量に与える影響は、レジスト膜１８や基板４の構成材料中での散乱電子の広がりにより、電子ビームの入射点に近接する周辺領域におよぶ。そして、その広がりは入射する電子ビームのエネルギーに依存し、また、その強度は、レジスト膜１８に入射する散乱電子の数（以下、「散乱電子入射数」）に依存したものとなる。しかし、電子ビームのエネルギーは露光装置の加速電圧で決まり、通常、一定とみなしてよい。
【００７３】
また、前述したとおり、基板４に入射される電子ビームのビーム径に対して、前方散乱径は十分に小さいものの、後方散乱径は３桁程度大きい。このため、特に、後方散乱電子の露光への影響を小さくすれば、露光後の現像によって得られるパターン精度の向上に大きく貢献するものとなる。
【００７４】
ここで、図６に示すように、後方散乱径に対応した寸法で描いた円（以下、「後方散乱円」と記す）を、基板４の半径方向に移動させたときの軌跡を考えると、基板４の半径方向で最も端（両端）に位置する後方散乱円の中心が、レジスト膜１８の有効領域１９を露光するときの実効的な電子ビーム露光の開始点Ｐｓおよび終了点Ｐｅとなる。
【００７５】
このため、たとえば、レジスト膜１８の有効領域１９に対する電子ビーム露光を、第１の領域Ｅ１の内周縁から開始して第３の領域Ｅ３の外周縁で終了するものとすると、基板４の半径方向において、電子ビーム露光の開始点Ｐｓが第１の領域Ｅ１の内周縁上に存在するとともに、電子ビーム露光の終了点Ｐｅが第３の領域Ｅ３の外周縁上に存在することになる。
【００７６】
したがって、電子ビームの入射点における露光強度分布を、当該電子ビーム入射点からの距離の関数として表す、ＥＩＤ（Exposure Intensity Distribution）関数を積分すると、第１の領域Ｅ１でのエネルギー蓄積量Ｋ１、第２の領域Ｅ２でのエネルギー蓄積量Ｋ２、第３の領域Ｅ３でのエネルギー蓄積量Ｋ３の大小関係は「Ｋ１，Ｋ３＜Ｋ２」となる。また、第１の領域Ｅ１でのエネルギー蓄積量Ｋ１と第３の領域Ｅ３でのエネルギー蓄積量Ｋ３は、ほぼ同等数（Ｋ１≒Ｋ３）になる。
【００７７】
その理由は、次のとおりである。
まず、基板４の半径を規定する一つの線分の上に、露光の対象となる１点（以下、「露光対象点」）が存在し、この露光対象点を内包する位置に上記の後方散乱円が存在する場合を考える。この場合、基板４が回転すると、それにしたがって露光対象点が基板４の回転方向に変位する。このため、基板４が１回転するごとに、基板４の回転方向で露光対象点が後方散乱円を１回横切ることになる。
【００７８】
このとき、直動ステージ１５の駆動によって露光対象点を基板４の半径方向に１ステップだけ移動させると、それにあわせて露光対象点が後方散乱円を横切る位置が移動する。そして、基板４の半径方向で露光対象点が後方散乱円の一方から入って他方に抜けるまでに、露光対象点が後方散乱円を何度も横切ることになる。その場合に、露光対象点が後方散乱円を横切る回数は、第２の領域Ｅ２に露光対象点が存在する場合に比較して、第１の領域Ｅ１または第３の領域Ｅ３に露光対象点が存在する場合の方が少なくなる。
【００７９】
なぜなら、第２の領域Ｅ２においては、露光対象点が第２の領域Ｅ２内のいずれの位置に存在する場合でも、この露光対象点が基板４の半径方向で後方散乱円の「直径部分」を横切るのに対して、たとえば、第１の領域Ｅ１の内周縁に露光対象点が存在する場合や、第３の領域Ｅ３の外周縁に露光対象点が存在する場合は、各々の露光対象点が基板４の半径方向で後方散乱円の「半径部分」しか横切らないためである。
【００８０】
上記の理由により、後方散乱の影響を考えると、第１の領域Ｅ１の内周縁または第３の領域Ｅ３の外周縁に存在する露光対象点への散乱電子入射数は、いずれも、第２の領域Ｅ２の任意の位置に存在する露光対象点への散乱電子入射数よりも少なくなる。
したがって、第１の領域Ｅ１の内周縁または第３の領域Ｅ３の外周縁に露光対象点が存在する場合に、後方散乱電子の入射によって当該露光対象点に与えられるエネルギー蓄積量をＨａとし、第２の領域Ｅ２内の任意の位置に露光対象点が存在する場合に、後方散乱電子の入射によって当該露光対象点に与えられるエネルギー蓄積量をＨｂとすると、それらの関係は「Ｈａ＜Ｈｂ」となる。
【００８１】
また、第１の領域Ｅ１内においては、露光対象点の位置が基板４の半径方向で第２の領域Ｅ２に近いほど（つまり外周側ほど）、基板４の回転方向で露光対象点が後方散乱円を横切る回数が増える。このため、第１の領域Ｅ１内においては、基板４の半径方向で第２の領域Ｅ２に近い部分ほど、後方散乱電子の入射によって与えられるエネルギー蓄積量が多くなる。
【００８２】
同様に、第３の領域Ｅ３内においては、露光対象点の位置が基板４の半径方向で第２の領域Ｅ２に近いほど（つまり内周側ほど）、基板４の回転方向で露光対象点が後方散乱円を横切る回数が増える。このため、第３の領域Ｅ３内においては、基板４の半径方向で第２の領域Ｅ２に近い部分ほど、後方散乱電子の入射によって与えられるエネルギー蓄積量が多くなる。
【００８３】
以上のことから、第１の領域Ｅ１を露光する際には、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の線速よりも遅い線速となる条件で基板４の回転速度を変化させることにより、本構成を採用しない場合に比べて、第１の領域Ｅ１と第２の領域Ｅ２で、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差を小さくすることができる。
【００８４】
また、第３の領域Ｅ３を露光する際には、第２の領域Ｅ２で適用する基板４の線速よりも遅い線速となる条件で基板４の回転速度を変化させることにより、本構成を採用しない場合に比べて、第３の領域Ｅ３と第２の領域Ｅ２で、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差を小さくすることができる。
【００８５】
このように、レジスト膜１８の有効領域１９を区分する３つの領域（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）で、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差を小さくすることができる。上述のように基板４の回転速度を変化させると、第１の領域Ｅ１および第３の領域Ｅ３では、それぞれ第２の領域Ｅ２よりも線速が遅くなることによって、実際には、前方散乱によるエネルギー蓄積量も増える。これを考慮した場合は、たとえば、図７に示すようになる。図７において、レジスト膜１８を露光によってレジストを可溶化するのに必要となるエネルギー蓄積量の閾値レベルを「Ｅth」とし、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差によって生じるパターンの寸法誤差をΔＣＤとすると、次のような条件で基板４の回転速度を可変制御することが望ましい。すなわち、後方散乱によるエネルギー蓄積量の影響の度合いが第１の領域Ｅ１（または第３の領域Ｅ３）で徐々に小さくなり、それに加算される前方散乱による露光エネルギー量の分布が図例のようなガウス分布となる場合は、このガウス分布の上記閾値レベルＥthでの幅（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が、すべての領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３で等しくなるように、基板４の回転速度を可変制御する。つまり、前方散乱によるエネルギー蓄積量と後方散乱によるエネルギー蓄積量との和が、すべての領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３で等しくなるように、基板４の回転速度を可変制御する。このように制御すれば、レジスト膜１８の有効領域１９の全域にわたってエネルギー蓄積量の均一化が図られる。このため、露光後の現像処理によって得られるパターンの寸法変動がより小さくなる。このように前方散乱の影響も考慮すると、後方散乱だけを考慮した相互近接効果の補正よりも、パターン寸法の変動を抑制することができる。
【００８６】
ちなみに、電子ビームの入射点における露光強度分布は、前方散乱と後方散乱の２つのガウス分布で表現されることが多いが、その他の影響でより多くのガウス分布を合成した形態となる。フォギング効果もより散乱径の大きなガウス分布となることが知られている。このため、露光強度分布を近似する場合は、単に前方散乱によるガウス分布と後方散乱によるガウス分布とを合成した形態のダブルガウス分布で近似するよりも、３つのガウス分布を合成した形態のトリプルガウス分布や、それ以上のマルチガウス分布、あるいはモンテカルロシミュレーションによって近似する方が、より高い精度で近接効果を補正することができる。これらの分布と露光パターンとの重畳積分を計算機を用いて計算し、より高精度な近接効果補正を行うことができる。
【００８７】
また、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差を小さくするうえでは、次のような構成を採用することが望ましい。すなわち、第１の領域Ｅ１に関しては、電子ビームの照射位置が第２の領域Ｅ２から遠ざかるほど、双方の領域で適用される基板４の回転速度の差が大きくなるように、基板４の回転速度を変化させることにより、第１の領域Ｅ１と第２の領域Ｅ２で、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差を効果的に打ち消すことができる。これは、上記の数式（数１）のrをxに置き換えて−∞から＋∞まで積分した結果からも明らかとなる。これは誤差関数を用いて求めることができる。図８においては、横軸を露光領域端部からの距離ｘとし、露光領域端部（ｘ＝0）近傍の露光強度の変化を示している。図からも分かるように、露光領域の端部ほど中心部に比べ露光強度が小さくなる。露光強度が小さくなることは、すなわち、エネルギー蓄積量が小さくなることを意味するため、当該端部ほど遅い線速となるように基板の回転速度を制御することが好ましい。
【００８８】
同様に、第３の領域Ｅ３に関しては、電子ビームの照射位置が第２の領域Ｅ２から遠ざかるほど、双方の領域で適用される基板４の回転速度の差が大きくなるように、基板４の回転速度を変化させることにより、第３の領域Ｅ３と第２の領域Ｅ２で、後方散乱によるエネルギー蓄積量の差を効果的に打ち消すことができる。
【００８９】
また、後方散乱の影響は、電子ビーム露光の開始点および終了点から、それぞれ後方散乱径に対応した寸法範囲におよぶ。このため、第１の領域Ｅ１に関しては、レジスト膜１８の有効領域１９の内周縁から後方散乱径に対応した寸法をもって当該第１の領域Ｅ１の大きさを規定することにより、基板４の内周側に生じる、後方散乱による相互近接効果を適切に補正することができる。
【００９０】
また、第３の領域Ｅ３に関しては、レジスト膜１８の有効領域１９の外周縁から後方散乱径に対応した寸法をもって当該第３の領域Ｅ３の大きさを規定することにより、基板４の外周側に生じる、後方散乱による相互近接効果を適切に補正することができる。
【００９１】
＜６．変形例＞
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００９２】
たとえば、基板４の半径方向において、電子ビーム露光は、基板４の内周側から外周側に向けて行ってもよいし、逆に、基板４の外周側から内周側に向けて行ってもよい。また、レジスト膜１８の有効領域１９を区分する３つの領域を任意の順序で露光してもよい。つまり、本発明を実施するにあたって、レジスト膜１８の有効領域１９に対する電子ビーム露光の順序は任意に変更可能である。ここでは、有効領域１９内の全ての領域で均一なパターン(言い換えればパターン密度が一定であるパターン)、たとえば比率の一定なラインアンドスペースパターンを描画することを前提としているが、描画するパターンが有効領域１９内で異なる場合(言い換えればパターン密度が異なる場合)、たとえば異なる比率のラインアンドスペースパターンや異なる寸法のラインアンドスペースパターンであったり、ラインアンドスペースパターン以外のパターンであったりしても、同様の手法によって近接効果を補正することが可能である。すなわち分割される領域が３つ以上であってもかまわない。その場合、たとえば、基板４の主面上に、相対的にパターン密度が高い領域と、相対的にパターン密度が低い領域とが存在する場合は、各々の領域ごとに上記実施の形態と同様の手法で基板の回転速度を変化させればよい。
【００９３】
また、本発明は、より大きな概念として、電子ビームの照射位置における基板の線速が一定となる条件で基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに、所定の露光量よりも露光量が多くなる領域と、上記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域で、それぞれ、基板の回転速度を次のように変化させるものであってもよい。
すなわち、上記所定の露光量よりも露光量が多くなる領域においては、電子ビームの照射位置における基板の線速が一定となる条件で基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、基板の線速が速くなるよう基板の回転速度を変化させる。この場合は、Ｅｔｈにおいて所望の寸法となるよう、ビーム電流を大きくする必要がある。
また、上記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域においては、電子ビームの照射位置における基板の線速が一定となる条件で基板の回転速度を変化させながら露光を行う場合に比べて、基板の線速が遅くなるよう基板の回転速度を変化させる。
この場合、「所定の露光量」とは、電子ビームの照射位置における基板の線速が一定となる条件で基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに、あらかじめ基準として設定される露光量をいう。すなわち、Ｅｔｈにおいて所望の寸法となるようなエネルギー蓄積量を意味する。具体的には、「所定の露光量」は、電子ビームの照射位置における基板の線速が一定となる条件で基板の回転速度を変化させながら露光を行ったときに、後方散乱の影響が飽和した領域で得られる露光量にあわせて設定されるものである。ちなみに、上記実施の形態の場合でいえば、第２の領域Ｅ２で得られる露光量が「所定の露光量」に相当するものとなる。
このような条件で基板の回転速度を変化させることにより、上記所定の露光量よりも露光量が多くなる領域や、上記所定の露光量よりも露光量が少なくなる領域の双方で、後方散乱電子による近接効果に起因したパターン寸法の変動を抑制することができる。
【００９４】
また、上記実施の形態においては、移動手段の一例として、回転ステージ１４を搭載した直動ステージ１５を挙げたが、これに限らず、たとえば、電子ビーム発生部２および電子ビーム制御系３を移動させるものであってもよい。すなわち、基板４の一主面上で電子ビームの照射位置を基板４の半径方向と平行な方向に移動させる移動手段としては、基板４側を移動させるものでもよいし、電子ビーム側を移動させるものでもよいし、それら両方を移動させるものでもよい。また、電子ビームの移動は、電子ビームを偏向して行うものでもよい。
【００９５】
また、上記実施の形態で採用した電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法は、それぞれ、ＤＴＲ技術に用いられる基板（ディスク原盤、スタンパ原盤など）の製造装置および製造方法として適用することが可能であり、さらに当該製造装置および製造方法を本発明の一つの態様として抽出することも可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１…電子ビーム露光装置
４…基板
１４…回転ステージ
１５…直動ステージ
１６…回転ステージ制御部
１７…直動ステージ制御部
１８…レジスト膜
１９…有効領域
Ｅ１…第１の領域
Ｅ２…第２の領域
Ｅ３…第３の領域
【図１】
2011115139.tif 000004
【図２】
2011115139.tif 000005
【図３】
2011115139.tif 000006
【図４】
2011115139.tif 000007
【図５】
2011115139.tif 000008
【図６】
2011115139.tif 000009
【図７】
2011115139.tif 000010
【図８】
2011115139.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月13日(2011.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面上に感光膜が形成された基板を回転させるとともに、前記基板の一主面上で電子ビームの照射位置を当該基板の半径方向と平行な方向に移動させて、前記基板の感光膜を前記電子ビームの照射によって露光する場合に、
前記基板の一主面内で露光対象とする前記感光膜の有効領域を、前記基板の半径方向において、少なくとも、第１の領域と、当該第１の領域に隣接しかつ当該第１の領域よりも前記基板の外周側となる第２の領域と、当該第２の領域よりも前記基板の外周側となる第３の領域とに区分し、
２つ以上のガウス分布を使って計算される露光強度分布が、前記第１〜３のすべての領域で等しくなるように、前記第２の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させ、
前記第１の領域および前記第３の領域を露光する期間では、それぞれ、前記第２の領域で適用する前記基板の線速よりも遅い線速となる条件で前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする電子ビームの露光方法。
【請求項２】
前記電子ビームの照射によって前記感光膜に蓄積される露光エネルギーの蓄積量を、後方散乱によるエネルギー蓄積量を示す分布に前方散乱によるエネルギー蓄積量を示すガウス分布を加算して表記した場合に、
前記感光膜の露光に必要となるエネルギー蓄積量の閾値レベルにおける前記ガウス分布の幅が、前記第１〜３のすべての領域で等しくなるように、
前記第２の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させ、
前記第１の領域および前記第３の領域を露光する期間では、それぞれ、前記第２の領域で適用する前記基板の線速よりも遅い線速となる条件で前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の電子ビームの露光方法。
【請求項３】
前記第１の領域を露光する期間では、電子ビームの照射位置を基板の半径方向と平行な方向に移動させる際に前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度の変化率よりも小さい変化率をもって前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項２記載の電子ビーム露光方法。
【請求項４】
前記第３の領域を露光する期間では、電子ビームの照射位置を基板の半径方向と平行な方向に移動させる際に前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度の変化率よりも大きい変化率をもって前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項２または３記載の電子ビーム露光方法。
【請求項５】
前記第１の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置が前記第２の領域から遠ざかるほど、前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度との差が大きくなるように、前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項３記載の電子ビーム露光方法。
【請求項６】
前記第３の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置が前記第２の領域から遠ざかるほど、前記第２の領域で適用する前記基板の回転速度との差が大きくなるように、前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項４記載の電子ビーム露光方法。
【請求項７】
前記第１の領域は、前記感光膜の有効領域の内周縁から、前記電子ビームの後方散乱径に対応した寸法をもって規定される領域である
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項８】
前記第３の領域は、前記感光膜の有効領域の外周縁から、前記電子ビームの後方散乱径に対応した寸法をもって規定される領域である
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項９】
一主面上に感光膜が形成された基板を保持しつつ当該基板を回転させる回転手段と、
前記回転手段で保持した基板の主面上で電子ビームの照射位置を当該基板の半径方向と平行な方向に移動させる移動手段と、
前記回転手段の駆動を制御する回転制御手段とを備え、
前記回転制御手段は、前記回転手段の駆動を制御するにあたって、
前記基板の一主面内で露光対象とする前記感光膜の有効領域を、前記基板の半径方向において、少なくとも、第１の領域と、当該第１の領域に隣接しかつ当該第１の領域よりも前記基板の外周側となる第２の領域と、当該第２の領域よりも前記基板の外周側となる第３の領域とに区分し、
２つ以上のガウス分布を使って計算される露光強度分布が、前記第１〜３のすべての領域で等しくなるように、前記第２の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させ、
前記第１の領域および前記第３の領域を露光する期間では、それぞれ、前記第２の領域で適用する前記基板の線速よりも遅い線速となる条件で前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項１０】
前記回転制御手段は、前記回転手段の駆動を制御するにあたって、
前記電子ビームの照射によって前記感光膜に蓄積される露光エネルギーの蓄積量を、後方散乱によるエネルギー蓄積量を示す分布に前方散乱によるエネルギー蓄積量を示すガウス分布を加算して表記した場合に、
前記感光膜の露光に必要となるエネルギー蓄積量の閾値レベルにおける前記ガウス分布の幅が、前記第１〜３のすべての領域で等しくなるように、
前記第２の領域を露光する期間では、前記電子ビームの照射位置における前記基板の線速が一定となる条件で前記基板の回転速度を変化させ、
前記第１の領域および前記第３の領域を露光する期間では、それぞれ、前記第２の領域で適用する前記基板の線速よりも遅い線速となる条件で前記基板の回転速度を変化させる
ことを特徴とする請求項９記載の電子ビーム露光装置。
【国際調査報告】
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